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1、实验报告0406 李季 PB04210049实验题目: 铁磁共振实验目的: 本试验要求学习用传输式谐振腔法研究铁磁共振现象，测量 YIG 小球（多晶）的共振曲线和 g 因子。实验原理:铁磁共振：在微波波段，只有铁氧体对微波吸收最小。当满足一定条件时，铁磁性物质从微波磁场中强烈吸收能量的现象称为铁磁共振。当外加稳恒磁场 B 时，铁氧体对微波的吸收剧烈变化，在 处吸收最强烈，0rB成为共振吸收，此现象极为铁磁共振。这里 为微波磁场的角频率， 为铁磁物质的磁旋0比。 2mBgH铁磁共振试验通常采用谐振腔法，该法灵敏度高，但测量频率较窄。本试验用传输式谐振腔，其传输系数与样品共振吸收的关系简单，便于计
2、算，但难以用抵消法提高灵敏度。将铁氧小球置于谐振腔微波磁场的最大处，使其处于相互垂直的稳恒磁场 B 和微波磁场 Hm 中，保持微波发生器输出功率恒定，调节谐振腔或微波发生器，使谐振腔的频率与微波磁场的频率 相等，当改变 B 的大小时，由于铁磁共振，在谐振腔始终调谐时，0在输入功率 不变的情况下，输出功率为：()inP2100)(4)(Leinout QP（ 为腔的品质因数） 。因而 的变化可通过 的变化来测量。然后通20()outLPQoutP过 P-B 曲线可得 。B必须注意的是，当 B 改变时，磁导率的变化会引起谐振腔谐振频率的变化（频散效应） ，故实验时，每改变一次 B 都要调节谐振腔（
3、或微波发生器频率） ，使它与输入微波磁场的频率调谐，以满足上式的关系，这种测量称逐点调谐，可以获得真实的共振吸收曲线，如图2.3.2-5，此时，对应于 B1、B 2的输出功率为20)1(4rP式中 P0、P r、和 P1/2分别是远离共振点、共振点和共振幅度半高处对应的输出功率。因此根据测得曲线，计算出 P1/2，既能确定出 。B试验时直接测量的不是功率，而是检波电流 I。数据处理：1.通过波长求解微波频率 1 2 3 4 5 6波长(mm) 2.941 2.940 2.941 2.940 2.940 2.940频率(MHz) 9002 9001 9002 9001 9001由上表求得微波频率
4、 1902+109+1091.36ni MHz 标准差 = 0.516 21()/(niif可得 的标准差为 =0.211/AA 类不确定度为 P=0.68.021.3pt 0B的不确定度为 P=0.68 .23AU微波频率为： MHZ P=0.68(91)2.用非逐点法调谐法测出 I-B 曲线第一组数据(正向由小到大测量)励磁电流 /A0I输 出电流 I/uA磁感应强度B/mT励磁电流/A0I输 出电流 I/uA 磁感应强度B/mT 励磁电流 /A0I输 出电流 I/uA 磁感应强度B/mT0.00 50.0 3.11 0.95 53.5 175 1.76 32.3 3120.05 50.0
5、 11.8 1.00 53.2 175.2 1.78 28.2 3160.10 50.2 20.2 1.05 53.0 184 1.80 26.6 3200.15 51.0 29 1.10 52.8 194 1.82 24.0 320.80.20 51.0 37.5 1.15 52.4 201 1.84 19.9 321.60.25 51.7 46 1.20 52.0 210 1.86 19.0 325.40.30 52.0 55.5 1.25 51.6 217.5 1.89 19.9 335.60.35 52.2 64 1.30 51.0 226 1.92 32.0 339.80.40 52
6、.6 72.8 1.35 50.4 235 1.95 50.5 3410.45 53.6 81.9 1.40 49.7 242.5 1.98 64.0 3470.50 53.8 90.9 1.45 49.0 251 2.01 70.0 352.80.55 54.0 98.8 1.50 47.7 261 2.02 72.0 354.60.60 54.0 106 1.55 46.5 275 2.05 72.8 3600.65 54.0 115 1.60 45.0 281 2.12 73.0 376.60.70 54.0 125 1.65 42.0 291 2.15 72.5 3790.75 53.
7、8 135 1.68 41.1 296.4 2.18 72.5 380.20.80 53.6 145 1.70 39.0 300 2.20 72.2 3810.85 53.5 150 1.72 37.0 304 2.25 71.5 3910.90 53.6 159 1.74 35.0 308 2.28 71.3 405.4第二组数据(反向由大到小测量)励磁电流 /A0I输 出电流 I/uA磁感应强度B/mT励磁电流 /A0I输 出电流 I/uA磁感应强度B/mT励磁电流 /A0I输 出电流 I/uA磁感应强度B/mT2.30 77.5 400 1.74 48.2 308.2 0.85 70.4
8、 1592.25 78.5 391 1.70 54.0 301 0.80 70.6 1502.20 79.2 382 1.65 57.2 292 0.75 70.8 1402.17 79.8 380.2 1.60 59.2 283 0.69 70.8 134.82.15 80.5 379 1.55 62.0 279 0.65 71.0 1222.10 81.1 370 1.50 63.0 270 0.59 71.0 113.22.05 82.0 361 1.45 64.5 260 0.55 71.1 1062.00 80.5 352 1.40 65.3 251 0.45 71.0 901.97
9、 77.9 346 1.35 66.0 241 0.40 70.9 801.95 72.0 342 1.30 67.0 236 0.35 70.2 721.92 54.0 340.2 1.25 67.6 227 0.30 70.0 621.90 49.0 339 1.20 68.0 219.9 0.25 69.9 551.88 42.0 335 1.14 68.2 208 0.20 69.7 421.86 35.4 331 1.10 69.0 200 0.15 69.7 331.82 36.5 323.6 1.05 69.4 191 0.10 69.7 261.80 40.0 320 1.00
10、 69.8 182 0.04 70.0 15.51.78 41.5 316 0.95 70.0 177 0.00 70.0 3.51.75 47.6 310 0.90 70.0 I66由原始数据绘出 IB 图像计算 和 因子 ：Bg由第一组数据的曲线可知 063.5,19,325.4rrIAIBmT由图可知： 23mT可求得： 16343 13/.1490.31.05/(2.105.780.6).97Brgvh 由第二组数据的曲线可知： 7,8,rrIAIBmT可得： 01/259.14rI由图可知： 7BmT可得： 16343132/3.1490.1.50/(8.215.70.6).8Brgvh 可得： (27)/mT.83.9g3用示波器观察共振图形示波器图形为
